（相対論）「質量が増える」について

質問

よろしくお願いします。

相対性理論によれば、観測者に対して動いている物体は、

ａ）進行方向に対して縮む（細くなる）
ｂ）時間が遅れる
ｃ）質量が増加する

というのがありますが、
ａとｂについては「見える」ので、イメージが湧きますが、
ｃについては、どうなんでしょう？
静止しているときよりも「重く見える」というのは変な感じですが、
わかりやすいイメージのしかたはあるでしょうか。

回答No.3

debukuro · ベストアンサー

粒子加速器で加速するとき粒子の速さは加えた力通りには加速されない
加えたエネルギーが行方不明になる
加えたエネルギーは分かります
速さも分かります
分からないのは質量
加えたエネルギーと速さを基にして計算すると質量が求められる
計算した運動しているときの質量は静止しているときの質量よりも大きい
質量が増加していると考えるのが妥当である

お礼

＞加えた力通りには加速されない
あー、そうでしたね。なるほど。
エネルギーでの説明は物理では絶対的と思うので、わかったような気がします。
ありがとうございました。

補足

間違えました。
「あー、そうでしたね。なるほど。」の対象は、
＞加えたエネルギーが行方不明になる
の方でした。
失礼しました。

回答No.2

Tacosan

念のためですが, あくまで「見える」だけであって「増加するわけではない」ということは OK でしょうか?
本質的には「速度が上がると運動を変えにくくなる」ということ (これは #1 でも指摘されている) で, 「運動を変えにくい」という効果を無理やり質量に押しつけているだけです.
理論的には「力が加わると運動量が変化する」だけなのですが, 実際に観測すると普通は運動量ではなく速度が得られます. すると, 「力を加えてもそれに見合った分だけ速度が変化していない」ということになるので, ニュートン力学における運動の式
m dv/dt = F
で考えると「質量が増加するように見える」という言い方ができるだけです.
ただ, 無理に質量に押しつけた結果としてやはり破綻するわけで, このままいこうとすると「縦質量」とか「横質量」といった謎の存在とエンカウンターすることになります.

お礼

＞「縦質量」とか「横質量」といった謎の存在
慣性質量で考えると、そういうことになってしまうわけですね。
ありがとうございました。

回答No.1

yokkun831

基本はb)にあります。

時間が遅れて見えるので、力を受けても観測者から見てなかなか速くなれないのです。それを、「慣性質量」＝運動状態の変わりにくさが大きくなったと見ることもできるということです。

お礼

加速度が小さくなるので、慣性質量が増えたのと同じということですね。
ありがとうございました。